2011届高三物理一轮复习全案：第2章_光（选修3-4）.doc

2011届高三物理一轮复习全案：第2章 光（选修3-4） 【考纲知识梳理】 一、光的折射及折射率 1、 光的折射 （1）折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向发生改变的现象． （2）折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． （3）在折射现象中光路是可逆的． 2、 折射率 （1）定义：光从真空射入某种介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率．注意：指光从真空射入介质． （2）公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1． （3）各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。 （4）两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质． 二、全反射 1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象． 2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角． 3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 色散现象 n v λ(波动性) 衍射 C临 干涉间距 γ (粒子性) E光子 光电效应 红 黄 紫 小 大 大 小 大 (明显) 小 (不明显) 容易 难 小 大 大 小 小 (不明显) 大 (明显) 小 大 难 易 三 、光的干涉现 1、 两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得“振动”加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现明暗相间条纹的现象。这种现象叫光的干涉现象。 2、 产生稳定干涉的条件： 两列波频率相同，振动步调一致(振动方向相同)，相差恒定。两个振动情况总是相同的波源，即相干波源 （1）.产生相干光源的方法（必须保证相同）。 ①利用激光 (因为激光发出的是单色性极好的光)； ②分光法(一分为二)：将一束光分为两束频率和振动情况完全相同的光。(这样两束光都来源于同一个光源,频率必然相等) 下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图 点(或缝)光源分割法：杨氏双缝(双孔)干涉实验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉 利用折射得到相干光源： （2）．双缝干涉的定量分析 如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为 δ=r2－r1；由几何关系得：r12=L2+(x－)2， r22=L2+(x+)2. 考虑到 L》d 和 L》x，可得 δ=.若光波长为λ， ①亮纹：则当δ=±kλ(k=0,1,2,…) 屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，两束光叠加干涉加强； ②暗纹：当δ=±(2k－1) (k=0,1,2,…)屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍时，两束光叠加干涉减弱， 据此不难推算出： (1)明纹坐标 x=±kλ (k=0，1，2，…） (2)暗纹坐标 x=±(2k－1) · (k=1，2，…） 测量光波长的方法 (3)条纹间距[相邻亮纹(暗纹)间的距离] △x=λ. (缝屏间距L，双缝间距d) 用此公式可以测定单色光的波长。则出n条亮条纹(暗)条纹的距离a,相邻两条亮条纹间距 用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。 结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生． ①当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=kλ，该处的光互相加强，出现亮条纹； ②当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=，该点光互相消弱，出现暗条纹； ③条纹间距与单色光波长成正比． (∝λ)， 所以用单色光作双缝干涉实验时，屏的中央是亮纹，两边对称地排列明暗相同且间距相等的条纹 用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边对称地排列彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。 原因：不同色光产生的条纹间距不同，出现各色条纹交错现象。所以出现彩色条纹。 将其中一条缝遮住：将出现明暗相间的亮度不同且不等距的衍射条纹 （3）．薄膜干涉现象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹， 两列反射波的路程差Δ等于薄膜厚度d的两倍，即Δ=2d。 由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。 若Δδ=2d=nλ(n=1,2…)则出现明纹。 Δδ=2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)则出现暗纹。 应注意：干涉条纹出现在被照射面。当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出